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飞秒激光器发展现状与前景

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放大字体  缩小字体    发布日期:2019-08-31  来源:仪器信息网  作者:Mr liao  浏览次数:936
核心提示:飞秒激光器具有极短的脉冲宽度、极高的峰值功率和极宽的光谱范围,在强场激光物理、超快化学动力学、微结构材料科学和生命科学等不同领域有着广泛应用。飞秒激光器发展现状 飞秒激光器目前主要存在四大类别: 1、由有机染料为介质的飞秒染料激光器 不同染料可以输出不同波长的飞秒激光脉冲,它覆盖了从紫外到近红外波段,但最有效的还是集中在红光波段。随着固体、半导体、光纤飞秒激光器的崛起,飞秒染料激光器在红外和紫外波段已经失去了竞争能力,但在可见波段,特别是在红光区域仍被广泛的应用在时间分辨光谱,半导体载流子快速弛豫过程和化

飞秒激光器具有极短的脉冲宽度、极高的峰值功率和极宽的光谱范围,在强场激光物理、超快化学动力学、微结构材料科学和生命科学等不同领域有着广泛应用。

飞秒激光器发展现状

飞秒激光器目前主要存在四大类别:

1、由有机染料为介质的飞秒染料激光器

不同染料可以输出不同波长的飞秒激光脉冲,它覆盖了从紫外到近红外波段,但最有效的还是集中在红光波段。随着固体、半导体、光纤飞秒激光器的崛起,飞秒染料激光器在红外和紫外波段已经失去了竞争能力,但在可见波段,特别是在红光区域仍被广泛的应用在时间分辨光谱,半导体载流子快速弛豫过程和化学反应动力学过程的研究中。

飞秒激光器发展现状.jpg

2、以掺钛蓝宝石,Li:SAF,掺镁橄榄石等固体材料为介质的飞秒固体激光器

由于这种固体材料具有比染料更宽的调谐范围,更大的饱和增益通量和更长的激光上能级寿命,使其在飞秒激光运转的许多特性都优于染料激光器,加之固体材料具有更稳定的光学性质和更紧凑的结构,使得飞秒固体激光器在很短的时间里发展成为飞秒激光器的主体。

3、以多量子阱材料为代表的飞秒半导体激光器

超短脉冲半导体激光器的研究在很长时间里始终没有跨越皮秒级,直到将多量子阱材料引入到短脉冲半导体激光器中,才使超短脉冲半导体激光器成为飞秒激光器家庭中的重要成员。飞秒半导体激光器主要应用于高比特多路通信,超长距孤子光纤通信等领域。

4、以掺杂稀土元素的SiO2为增益介质的飞秒光纤激光器

这种飞秒激光器主要特点是结构紧凑,小巧,高效率,低损耗,负色散和全光学,其波长适用于光通信,特别适用于孤子传输的研究。

飞秒激光器的发展主要有两个方向:一个是脉冲宽度的进一步压缩;另一个是增益介质的选取。而目前的发展主要体现在增益介质的选取上。

飞秒激光器应用前景

材料加工是飞秒激光器主要而直接的应用,由于飞秒激光具有许多无与伦比的优点,使其在测量、微电子、微机电系统、化学、生物、医学、军事等领域发挥着越来越大的作用。随着飞秒激光技术的日趋成熟,飞秒激光器将在核物理、飞秒脉冲光谱学、超高速光通信等领域有着不可替代的地位。

1、在纯硅玻璃或掺锗硅玻璃中,用可见飞秒激光器可实现明显的激光损伤和光致折射率改变。激光照射区域通过色心形成,晶格缺陷,甚至小区域熔化实现致密化,增大折射率。

2、利用飞秒激光器还原稀土离子。实验发现,用飞秒激光照射Sm3+样品后有Sm2+存在,并且发现通过420℃退火一小时后Sm2+又重新变为Sm3+,这使材料的多次存储成为可能。

3、将两束相干飞秒激光同时聚焦照射在二氧化硅玻璃上,可以形成光栅。

4、用飞秒激光器照射含稀土离子的玻璃,可以观察到长磷光现象。通过改变玻璃的成分和稀土离子的种类,可以在玻璃内部有选择的写入各种颜色的立体图像。利用此现象可以形成自动消失的光存储元件和三维显示器件。

5、利用飞秒激光器可以实现诱导晶体相变。在α-BBO晶体中诱导产生β-BBO实现诱导相变,属于结构重建型相变,相变温度为925±5℃。高低温之间的相变是一个渐变过程,速度较慢,存在相变滞后的问题。飞秒激光可以在强电磁场和热的作用下,有可能空间选择性的实现α-BBO到β-BBO的相变。

飞秒激光器发展.jpg

6、飞秒激光相干控制技术实现了光通信光电转换速率的突破,实际上,飞秒激光器在高速光通信中有着更广泛的意义。利用飞秒激光技术可以实现带宽为tHz的光纤网络,从而促使半导体激光的超短技术和开关技术的快速实现与发展。同时也带动一些相关领域如飞秒光电子非线性相互作用、量子点物理、tHz电磁辐射以及飞秒X射线技术等的飞速发展。

7、利用飞秒激光器的超高速性能可控制原子和分子的反应。目前此项研究已经达到高潮。

随着飞秒激光器的进一步发展和完善,一定能开辟出更多的应用前景。


2019-01-29 17:02:38 631次 http://www.yiqi.com/daogou/detail_2251.html 热门标签:
激光器的发明是20世纪科学技术的一项重大成就。它使人们终于有能力驾驶尺度极小、数量极大、运动极混乱的分子和原子的发光过程,从而获得产生、放大相干的红外线、可见光线和紫外线的能力。

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激光器是一种能发射激光的装置,激光器发出的光质量纯净、光谱稳定可以在很多方面被应用。目前已经运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面。

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激光器是激光设备的心脏,对激光切割质量起着决定性的作用。一个好的激光器,应该具备理想的模式,稳定的功率等要素。激光器的种类是很多的,一般从激光工作物质、激励方式、运转方式、输出波长范围等几个方面分类。

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激光器顾名思议就是激光设备最核心的重要配置,激光器在选择时需要根据不同的使用设备进行参考的选配,才能为激光器与设备之间形成互补互助的使用产生良好的激光使用功能。

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